Excitons are Coulomb-bound states of a negatively charged electron in the conduction band and a positively charged hole in the valence band of a semiconductor or an insulator. Their hydrogen-like absorption spectrum was first detected in 1951 in cuprous oxide Cu2O. In 2014, a spectral scan using an ultra-narrow bandwidth laser extended the P exciton series in a natural Cu2O crystal to a principal quantum number of n = 25. This breakthrough opened up the field of Rydberg physics in semiconduct...

Membrane proteins regulate a variety of processes that are critical for living organisms. They participate in cell-cell communication, catalyze reactions in or at the membrane, are involved in transmitting signals from the environment into the cell, and can transport molecules across membranes. Approximately 60% of all clinically approved drugs target membrane proteins, underscoring their importance. In order to understand the function of membrane proteins and to design more targeted drugs, d...

Die Warmumformung von Blechwerkstoffen gilt als konventionelles Verfahren zur Herstellung hochfester und komplexer Strukturen. Die Übertragung auf die Innenhochdruckumformung ermöglicht durch die Herstellung von gehärteten Hohlstrukturen neue Anwendungsbereiche. Bisherige Forschungsprojekte fokussieren die Verfahrensentwicklung, wobei die Prozessschritte oft an die Blechumformung angelehnt sind. Innovationen, die auf dem Einsatz von rohrförmigen Halbzeugen beruhen, fanden nur in ge ringem Umf...

Obwohl Schüler*innen mit Migrationshintergrund nach wie vor von Bildungsbenachteiligungen betroffen sind, zeichnet sich diese Gruppe durch eine hohe Leistungsmotivation aus. Dieser paradox erscheinende Befund bezieht sich sowohl auf die eigenen Erwartungen und Werte als auch auf die elterlichen Bildungserwartungen. Die Beziehungen zwischen elterlichen Bildungserwartungen, der Leistungsmotivation und der schulischen Performanz von Schüler*innen sind komplex und wechselseitig. Da Schüler*innen ...

Protein-Ligand-Interaktionen sind von grundlegender Bedeutung für sämtliche biochemische Prozesse und unverzichtbar für alle Lebensformen. Die molekulare Erkennung, die durch Spezifität und Affinität charakterisiert ist, spielt eine entscheidende Rolle in biologischen Prozessen wie der Selbstreplikation, dem Stoffwechsel und der Informationsverarbeitung. Die Anwendung von Druck auf Proteine beeinflusst ihre freie Energie und die Konformationslandschaft, was zur Entstehung verschiedener Konfor...

Seit der Ratifizierung der UN-Behindertenrechtskonvention der Vereinten Nationen in Deutschland im Jahr 2009 (Beauftragter der Bundesregierung für die Belange von Menschen mit Behinderungen, 2018) ist das Bemühen um Inklusion im Bildungssystem nicht nur in Bezug auf Menschen mit Behinderungen gestiegen. Ziel ist vielmehr die Förderung und Anerkennung aller Schüler:innen, unabhängig von ihren individuellen Hintergründen und Merkmalen (Grosche, 2015). Lehrkräfte gelten als wichtige Akteur:innen...

This dissertation explores the relevance of the measurement of inequality in education, in terms of the theoretical and methodological decisions involved and the consequences of these decisions for research. Specifically, this dissertation investigates the correlations between several measures of inequality in achievement and social categories indicators, exploring how research on the effects of school differentiation is affected by the particular measurement of inequality. The main thesis is...

Deep Neural Networks (DNNs) have achieved astonishing results in the last two decades, fueled by ever larger datasets and the availability of high performance compute hardware. This led to breakthroughs in many applications such as image and speech recognition, natural language processing, autonomous driving, and drug discovery. Despite their success, the understanding of internal workings and the interpretability of predictions remains limited and DNNs are often treated as "black boxes". ...

Die vorliegende Arbeit liefert einen detaillierten Blick der Auswirkungen demographischer Alterung auf die Alltagsmobilität und ihrer Ausgestaltung im urbanen Raum vor dem Hintergrund räumlicher und klimatischer Umwelt. Es wurde die übergeordnete Frage gestellt, welche personen- und um-weltbezogenen Aspekte für die Förderung und Sicherung der Alltagsmobilität im höheren Lebensalter von Bedeutung sind, um ein selbständiges und selbstbestimmtes Leben so lange wie möglich aufrechtzuerhalten. Im ...

Die Arbeit zeigt die Wiederentdeckung und die entwerferische Weiterentwicklung der historischen europäischen Stadt im Zeitraum zwischen 1960-2000 am Beispiel des St. Alban-Tals in Basel auf. Im ersten Kapitel wird phänomenologisch die städtebauliche Sanierung des St. Alban-Tals untersucht, wobei die Phänomene zu Entwurfsströmungen ausgebaut werden. Im zweiten Kapitel werden die Entwurfsströmungen mit Beispielen des europäischen Städtebaus weiter vertieft und zeigen als Resultat das Repertoire...

Ein bedeutender Teil der Erforschung des Inneren von Planeten wird durch die Nachstellung der erwarteten Drücke und Temperaturen in großen Tiefen im Labor durchgeführt. Während Drücke routinemäßig statisch mit einer Diamantstempelzelle erzeugt werden, um den Druckbereich in den meisten Planeten des Sonnensystems abzudecken (bis ca. 10 Mbar), sind gleichzeitige Temperaturerhöhungen ein heikles Thema, insbesondere in Verbindung mit in-situ-Röntgenanalyse mit hohen Belichtungszeiten. In dieser A...

Artificial intelligence is advancing in everyday life and supports its user by generating fast results in areas like communication or image recognition. This thesis aims at exploiting the abilities of deep-learning techniques for deformable image registration (DIR) to improve image alignment in medicine. An unsupervised registration and fusion workflow is developed and evaluated for 39 head scans, produced with computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI). The three-part work...

This thesis covers a novel penalty stabilization for solving hyperbolic conservation laws using discontinuous Galerkin methods on grids with embedded objects. We consider cut cell grids, that are constructed by cutting the given object out of a Cartesian background grid. The resulting cut cells require special treatments, e.g., adding stabilization terms. In the context of hyperbolic conservation laws, one has to overcome the small cell problem: standard explicit time stepping becomes unstabl...

Routine dosimetry aims to estimate the radiation dose of occupationally exposed persons for a monitoring interval of one month. The Material Prüfungsamt NRW (MPA NRW) provides a thermoluminescence (TL) dosimeter based on LiF:Mg,Ti (TL-DOS). Thermal fading causes a time-dependent signal loss when using a TL dosimeter. This signal change is used to gain information about the irradiation event beyond the dose estimate, which can help to improve the radiation protection concept of occupationally...

The emergence of life has long been a topic of high interest. Of the many hypotheses pro-posed for the emergence of early cellular predecessors of our last universal common ances-tor (LUCA), the RNA World hypothesis is a prime candidate. It posits a time before the evolution of modern DNA / protein-based life, where both roles of information storage and processing were played by RNA, while DNA and complex proteins had not yet evolved. With the advent of in vitro evolution, selection experimen...

Kinder und Jugendliche verbringen einen großen Teil ihrer Zeit in der Schule. Daher ist es von Relevanz, dass sie die Schule nicht nur als Pflicht empfinden, sondern sich dort auch wohlfühlen. Darüber hinaus ist es wichtig, dass die Schülerinnen und Schüler eine positive Einstellung zum Lernen entwickeln, damit sie im Sinne des lebenslangen Lernens erfolgreich auf Veränderungen reagieren können. Die vorliegende Dissertation widmete sich daher der Untersuchung des schulischen Wohlbefindens von...

Diese Dissertation befasst sich mit der Frage, wie die ersten Stunden des Erwerbs einer Fremdsprache beschrieben werden können: Wie extrahieren und verarbeiten Lernende Elemente aus dem Input, um sich ein neues morphosyntaktisches System anzueignen? Die Daten für die Dissertation wurden im Rahmen des europäischen Projektes VILLA (Varieties of Initial Learners in Language Acquisition) erhoben. Das Projekt untersucht die allerersten Phasen des Spracherwerbsprozesses. Der Fokus liegt dabei auf ...